问题 计算题

如图所示:半径为R="1.8m" 的光滑圆轨道竖直固定在高h="5m" 的水平台上,平台BC 长s=4.5m,一质量为mb="1kg" 的小球b 静止在C 点。现让一质量为ma="2kg" 的小球a 从A 点(与圆心等高)静止释放,运动到C 点与b 球发生碰撞,碰撞后a 球的速度水平向右,a、b 分别落在水平面上的M、N 两点,M、N 两点与平台的水平距离分别为xa=3m、xb=4m。两球可视为质点,g=10m/s2。求:

(1)碰撞后,b 球获得的速度大小vb

(2)碰撞前,a 球的速度大小v0

(3)判断BC 段平台是否光滑?若不光滑,请求出平台的动摩擦因数。

答案

(1)(2)(3)

题目分析:(1)b球碰撞后做平抛运动,根据平抛运动规律,得:

  ①  

       ②  

联立①②解得: 

(2)设碰撞后a球的速度为va,a球碰撞后水平方向做匀速直线运动:

    ③  

对于a、b球系统,碰撞过程动量守恒,则

      ④  

联立①③④解得:  ⑤ 

(3)设a球滑至B点时的速度为v,a球从A点下滑到B点,根据动能定理,得

解得: 

因为,所以BC平台不光滑   

对A球,从A点到C点,根据动能定理,得

联立⑤⑥解得: 

填空题

(11分)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题:

(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ;

(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________;

(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);

下列说法正确的是______(填序号)

①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为

v(CH3OH)=nA/tA mol·L-1·min-1

②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T1变到T2

达到平衡时增大

(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______;

(5)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为________、正极的反应式为________。理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1KJ,则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)

判断题